Grosse Städte benötigen sehr viel elektrische Energie, um funktionieren zu können. Diese wird oft von Regionen her transportiert, die Hunderte oder gar Tausende von Kilometern entfernten liegen.
Mehr erneuerbare Energie fürs Stromnetz? Natürlich.
Ziel dabei ist es, so viel elektrische Energie wie möglich von der Erzeugung in den Wasserkraftwerken und Windparks zu den grossen Verbrauchszentren zu transportieren, ohne dabei die Funktionstüchtigkeit der Stromnetze zu beeinträchtigen.
Die Hochspannungs-Gleichstromübertragung HGÜ, deren Pionierin ABB bereits vor 50 Jahren war, und die flexiblen Drehstromübertragungssysteme (FACTS) sind ideale Lösungen für diese schwierigen technischen Probleme.
Das „intelligente Netz“ ermöglicht eine zuverlässigere, flexible, sichere und effiziente Übertragung.
Eine der Herausforderungen bei der Erzeugung von erneuerbaren Energien ist, dass die Energiequellen Wind und Sonne nicht gleichmässig zur Verfügung stehen und diese Veränderlichkeit die Netzstabilität beeinflusst. Werden erneuerbare Energien eingespeist, regeln FACTS-Geräte die Kapazität und die Stabilität des Netzes.
Die Betreiber von Stromnetzen sehen sich grossen Umwandlungen gegenüber, um erneuerbare Energien ins Netz zu integrieren, die Energieeffizienz zu verbessern und den Verbrauchern eine bessere Kontrolle über ihren Energiekonsum zu ermöglichen.
Das „intelligente Netz“ wird im Laufe seiner Entwicklung bereits etablierte Energietechnologien mit fortgeschrittener Analytik, intelligenten Geräten und Automatisierungstechniken verbinden, um ein zuverlässigeres Stromversorgungssystem zu schaffen, das weniger Auswirkungen auf die Umwelt hat.
Mit FACTS-Technologien von ABB – beispielsweise statische Var-Kompensatoren und Serienkondensatoren – fliesst mehr elektrische Energie durch die bestehenden Stromleitungen. Gleichzeitig verbessern sie die Stabilität der Spannung und gleichen „Systempendelungen“ und Störungen im Stromnetz aus.
Energiespeicherung
ABB installiert SVC Light mit dynamischer, auf Lithium-Ionen-Batterien basierender Energiespeicherfähigkeit in einem Verteilnetz in Grossbritannien. Dieses System wird Belastungsspitzen ausgleichen und mehr erneuerbare Energie in das bestehende Stromnetz einbinden, indem es die destabilisierende Wirkung der Windkraft korrigiert.
Die Anlage kann neben der Spannungsregelung auch überschüssige Energie von Windfarmen speichern, um sie später bei Belastungsspitzen ins Netz einzusetzen. Damit kann der mit Windkraft erzeugte Strom möglichst effizient genutzt werden.
Eine weitere Herausforderung ist der Transport von erneuerbarer Energie an entfernt gelegene Orte. Dank der Hochspannungs-Gleichstromübertragung kann elektrische Energie mit aussergewöhnlich geringen Verlusten über Tausende von Kilometern übertragen werden. Die höhere Spannung reduziert die Energiemenge, die durch den Widerstand im Drahtleiter verloren geht und als Wärme abgeführt wird.
Lieferung erneuerbarer Energie über grosse Distanzen
ABB kann heute bis 6’400 MW saubere, erneuerbare Wasserkraft mit Spannungen von bis zu 800 kV und einem Wirkungsgrad von 93 Prozent über mehrere tausend Kilometer übertragen, um die Verluste zu minimieren.
In Brasilien baut ABB gegenwärtig die grösste Stromübertragungsverbindung der Welt. Diese beinahe 2'500 km lange Energieautobahn wird den in zwei neuen Wasserkraftwerken im Nordwesten von Brasilien erzeugten Strom in das dicht besiedelte Gebiet von São Paulo im Südosten transportieren.
ABB hatte bereits das Wasserkraftwerk Itaipu ans Netz angeschlossen.Die Elektrizität wird bei einer sehr hohen Spannung von 600 kV über diese enorme Distanz übertragen, um die Übertragungsverluste minimal zu halten und sicherzustellen, dass so viel Energie wie möglich die Verbraucher erreichen.
Es ist das zweite Übertragungsprojekt in Brasilien, das HGÜ mit einer Nennspannung von bis zu 600 kV nutzt. Das HGÜ-Projekt Itaipu, für das ABB 1984 und 1987 zwei Übertragungsleitungen baute, ist gegenwärtig immer noch das grösste betriebene Gleichstrom-Energieübertragungssystem der Welt.
HGÜ ist auch die beste Technologie, um erneuerbare Energieformen, die grösseren Schwankungen ausgesetzten sind, in das örtliche Stromnetz einzuspeisen. Dies insbesondere über grosse Distanzen, wie dies bei grossen Windkraftprojekten vor der Küste oder bei grossen Solarkraftanlagen wichtig ist.
Technologie der Wahl
Die Windkraft weit draussen auf dem Meer, wo der Wind stark und beständig bläst, ist eine Energieressource mit enormem Potenzial. Für Distanzen von über 100 km oder für grosse Leistungen hat sich die HGÜ-Light-Übertragung als die beste Technologie für die Netzanbindung erwiesen. FACTS ist eine gute Option für kürzere Distanzen und geringere Leistungsstufen.
Zum Beispiel hat ABB eine 400-MW-Übertragungsleitung mit HGÜ-Light-Technik für einen 130 Kilometer vor der deutschen Küste liegenden Windpark gebaut.
Die Anlage Borkum 2 wird im Jahr 2010 in Betrieb genommen. Es wird erwartet, dass dank der Windenergie jährlich 1,5 Millionen Tonnen CO
2-Ausstoss gegenüber dem mit fossilen Brennstoffen auf dem Festland erzeugten Strom wegfallen werden.
Mit HGÜ Light können grosse, weit ab der Küste erzeugte Leistungen ins Netz eingespeist werden, ohne es zu destabilisieren. Die Übertragungssysteme sind zudem äusserst effizient und haben bei grossen Distanzen nur sehr geringe Verluste.
HGÜ Light ist auch augrund seiner einfach zu handhabenden Kabelkonstruktion und modularisierten, im Werk montierten Umrichter attraktiv. Das bedeutet, dass der Netzanschluss schnell installiert und in Betrieb gesetzt werden kann.